JP7456771B2 - 積層コイル部品 - Google Patents
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Description
本開示は、積層コイル部品およびその製造方法に関する。
従来の積層コイル部品として、例えば、素体および当該素体内に設けられたコイルを備えた積層コイル部品が知られている（特許文献１）。特許文献１に開示される積層コイル部品は、素体を構成する磁性体層上に、厚さ３０μｍ程度のコイル導体層を形成し、さらに、上記磁性体層上に段差吸収用の別の磁性体層を形成して、コイル導体印刷シートを形成し、かかるシートを複数枚圧着して未焼成積層体を得、これを焼成することを含む製造方法により製造されている。
近年の電子機器の大電流化の傾向により、積層コイル部品は、直流抵抗が低いことが要求されるようになってきている。直流抵抗を低くするためには、一般的にコイルを構成する導体の断面積を大きくするために、厚みを厚くすることが求められる。このような場合、コイル導体層が形成されている箇所とコイル導体層が形成されてない箇所での厚みをそろえるために、コイル導体層が形成されてない箇所に磁性体ペーストを印刷する。この際、磁性体ペーストは、磁性体ペースト層の一部がコイル導体層の端部に重なるように印刷され得る（特許文献１）。このような磁性体ペーストの印刷の結果、磁性体ペースト層において、厚い部分と薄い部分が生じ、厚みの違いに起因して乾燥速度が異なることから応力が発生し、クラックが生じるという虞があった。
本開示の目的は、コイル導体層が厚く、クラックが生じにくい積層コイル部品およびその製造方法を提供することにある。
本開示は、以下の態様を含む。
［１］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記コイル導体層は矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である、積層コイル部品。
［２］ 前記絶縁体部は、第１絶縁体層および第２絶縁体層が積層された積層体であり、
前記コイル導体層は、前記第１絶縁体層上に設けられ、
前記第２絶縁体層は、前記第１絶縁体層上に前記コイル導体層に隣接して設けられている、上記［１］に記載の積層コイル部品。
［３］ 前記コイル導体層のアスペクト比は、０．１５以上０．３０以下である、上記［１］または［２］に記載の積層コイル部品。
［４］ 前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されている、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［５］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
（ａ）絶縁ペーストにより第１絶縁ペースト層を形成し、
（ｂ）前記第１絶縁ペースト層上に、導電性ペースト層を、矩形状に形成し、
（ｃ）前記第１絶縁ペースト層上に、前記導電性ペースト層に隣接して、絶縁ペーストにより第２絶縁ペースト層を形成し、
前記行程（ａ）～（ｃ）を繰り返して未焼成積層体を形成し、
前記未焼成積層体を焼成することを含み、
前記導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径は、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、製造方法。
［６］ 前記工程（ａ）～（ｃ）において、第１絶縁ペースト層、導電性ペースト層および第２絶縁ペースト層を形成後に、各層を４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の圧力でプレスすることを含む、上記［５］に記載の方法。
［１］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記コイル導体層は矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である、積層コイル部品。
［２］ 前記絶縁体部は、第１絶縁体層および第２絶縁体層が積層された積層体であり、
前記コイル導体層は、前記第１絶縁体層上に設けられ、
前記第２絶縁体層は、前記第１絶縁体層上に前記コイル導体層に隣接して設けられている、上記［１］に記載の積層コイル部品。
［３］ 前記コイル導体層のアスペクト比は、０．１５以上０．３０以下である、上記［１］または［２］に記載の積層コイル部品。
［４］ 前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されている、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［５］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
（ａ）絶縁ペーストにより第１絶縁ペースト層を形成し、
（ｂ）前記第１絶縁ペースト層上に、導電性ペースト層を、矩形状に形成し、
（ｃ）前記第１絶縁ペースト層上に、前記導電性ペースト層に隣接して、絶縁ペーストにより第２絶縁ペースト層を形成し、
前記行程（ａ）～（ｃ）を繰り返して未焼成積層体を形成し、
前記未焼成積層体を焼成することを含み、
前記導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径は、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、製造方法。
［６］ 前記工程（ａ）～（ｃ）において、第１絶縁ペースト層、導電性ペースト層および第２絶縁ペースト層を形成後に、各層を４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の圧力でプレスすることを含む、上記［５］に記載の方法。
本開示の積層コイル部品は、コイル導体層が厚く、クラックが生じにくい積層コイル部品、即ち、大電流の用途に用いることができ、信頼性の高い積層コイル部品を提供することができる。
以下、本開示について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本実施形態の積層コイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
本実施形態の積層コイル部品１の斜視図を図１に、ｘ－ｘ断面図を図２に、ｙ－ｙ断面図を図３に示す。但し、下記実施形態の積層コイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
図１～図３に示されるように、本実施形態の積層コイル部品１は、略直方体形状を有する積層コイル部品である。積層コイル部品１において、図１のＬ軸に垂直な面を「端面」と称し、Ｗ軸に垂直な面を「側面」と称し、Ｔ軸に垂直な面を「上面」および「下面」と称する。積層コイル部品１は、概略的には、素体２と、該素体２の両端面に設けられた外部電極４，５とを含む。素体２は、絶縁体部６と該絶縁体部６に埋設されたコイル７を含む。該絶縁体部６は、第１絶縁体層１１および第２絶縁体層１２を有する。上記コイル７は、コイル導体層１５が、第１絶縁体層１１を貫通する接続導体（図示していない）によりコイル状に接続されることにより構成される。図３に示されるように、上記コイル７を構成するコイル導体層１５を積層方向から平面視した場合に、該コイル導体層１５は矩形状に形成されている。該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部９（図３において点線で囲んだ部分）は、丸みを帯びている。コイル７は、その両端に設けられた引き出し部において、外部電極４，５に接続される。上記絶縁体部６と上記コイル導体層１５の主面（図２では下方主面）との間、即ち第１絶縁体層１１とコイル導体層１５との間に空隙部２１が設けられている。
上記した本実施形態の積層コイル部品１を、製造方法とともに説明する。本実施形態では、絶縁体部６がフェライト材料から形成される態様について説明する。
（１）フェライトペーストの調製
まず、フェライト材料を準備する。フェライト材料は、主成分としてＦｅ、Ｚｎ、およびＮｉを含み、所望によりさらにＣｕを含む。通常、上記フェライト材料の主成分は、実質的にＦｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの酸化物（理想的には、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯ）から成る。
フェライト材料として、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＮｉＯ、および必要に応じて添加成分を所定の組成になるように秤量し、混合および粉砕する。粉砕したフェライト材料を乾燥し、仮焼し、仮焼粉末を得る。この仮焼粉末に、所定量の溶剤（ケトン系溶剤など）、樹脂（ポリビニルアセタールなど）、および可塑剤（アルキド系可塑剤など）を加え、プラネタリーミキサー等で混錬した後、さらに３本ロールミル等で分散することでフェライトペーストを作製することができる。
上記フェライト材料において、Ｆｅ含有量は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、好ましくは４０．０モル％以上４９．５モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは４５．０モル％以上４９．５モル％以下であり得る。
上記フェライト材料において、Ｚｎ含有量は、ＺｎＯに換算して、好ましくは５．０モル％以上３５．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは１０．０モル％以上３０．０モル％以下であり得る。
上記フェライト材料において、Ｃｕ含有量は、ＣｕＯに換算して、好ましくは４．０モル％以上１２．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは７．０モル％以上１０．０モル％以下である。
上記フェライト材料において、Ｎｉ含有量は、特に限定されず、上記した他の主成分であるＦｅ、ＺｎおよびＣｕの残部とし得る。
一の態様において、上記フェライト材料は、Ｆｅは、Ｆｅ２Ｏ３に換算して４０．０モル％以上４９．５モル％以下、Ｚｎは、ＺｎＯに換算して５．０モル％以上３５．０モル％以下、Ｃｕは、ＣｕＯに換算して４．０モル％以上１２．０モル％以下、ＮｉＯは残部である。
本開示において、上記フェライト材料は、さらに添加成分を含んでいてもよい。フェライト材料における添加成分としては、例えばＭｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｉ等が挙げられるが、これに限定されるものではない。Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、ＢｉおよびＳｉの含有量（添加量）は、主成分（Ｆｅ（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｚｎ（ＺｎＯ換算）、Ｃｕ（ＣｕＯ換算）およびＮｉ（ＮｉＯ換算））の合計１００重量部に対して、それぞれ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｃｏ３Ｏ４、ＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、およびＳｉＯ２に換算して、０．１重量部以上１重量部以下であることが好ましい。また、上記フェライト材料は、さらに製造上不可避な不純物を含んでいてもよい。
なお、焼結フェライトにおけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）およびＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）は、焼成前のフェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）およびＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）と実質的に相違ないと考えて差し支えない。
（２）コイル導体用導電性ペーストの調製
まず、導電性材料を準備する。導電性材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等が挙げられ、好ましくはＡｇまたはＣｕ、より好ましくはＡｇである。所定量の導電性材料の粉末を秤量し、所定量の溶剤（オイゲノールなど）、樹脂（エチルセルロースなど）、および分散剤と、プラネタリーミキサー等で混錬した後、３本ロールミル等で分散することで、コイル導体用導電性ペーストを作製することができる。
（３）樹脂ペーストの調製
上記積層コイル部品１の空隙部を作製するための樹脂ペーストを調製する。かかる樹脂ペーストは、溶剤（イソホロンなど）に、焼成時に消失する樹脂（アクリル樹脂など）を含有させることにより作製することができる。
（４）積層コイル部品の作製
（４－１）素体の作製
まず、金属プレートの上に熱剥離シートおよびＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを積み重ね（図示していない）、フェライトペーストを所定回数印刷し、外層となる第１フェライトペースト層３１を形成する（図５（ａ））。この層は第１絶縁体層１１に対応する。
まず、金属プレートの上に熱剥離シートおよびＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを積み重ね（図示していない）、フェライトペーストを所定回数印刷し、外層となる第１フェライトペースト層３１を形成する（図５（ａ））。この層は第１絶縁体層１１に対応する。
次に、空隙部２１を形成する箇所に、上記樹脂ペーストを印刷し、樹脂ペースト層３２を形成する（図５（ｂ））。
次に、コイル導体層１５を形成する箇所に、上記導電性ペーストを印刷し、導電性ペースト層３３を形成する（図５（ｃ））。
上記導電性ペースト層の厚みは、好ましくは５０μｍ以上１２０μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以上１００μｍ以下であり、さらに好ましくは８０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。導電性ペースト層の厚みを大きくすることにより、得られるコイル導体層の厚みが大きくなり、抵抗値がより小さくなる。
上記導電性ペースト層は、上記コイルの巻き線部が積層方向から平面視した場合に矩形となるように形成される。即ち、導電性ペースト層は、矩形を描くように形成される。ただし、導電性ペースト層は完全な矩形である必要はなく、矩形の一部、好ましくは少なくとも２辺、より好ましくは少なくとも３辺、特に好ましくは少なくとも３辺と残りの辺の一部を描くように形成されてもよい。
上記導電性ペースト層は、積層方向から平面視した場合に、コーナー部が丸みを帯びている。かかる導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径Ｒは、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、好ましくは０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり得る。導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径を、０．１０ｍｍ以上にすることにより、乾燥時に生じる応力を抑制することができ、クラックの発生を抑制することができる。導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径を、０．３０ｍｍ以下とすることにより、磁性体部の体積を有効に利用することができ、良好な電気特性を得ることができる。ここに、導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径Ｒとは、導電性ペースト層のコーナー部の最も外側の曲率半径である。
上記導電性ペースト層は、アスペクト比が、好ましくは０．１５以上０．３０以下、より好ましくは０．２０以上０．２５以下となるように形成される。ここにアスペクト比とは、導電性ペースト層の厚さ／幅をいう。
次に、導電性ペースト層３３が形成されていない領域に、上記フェライトペーストを印刷し、第２フェライトペースト層３４を形成する（図５（ｄ））。第２フェライトペースト層３４は、好ましくは上記コイル導体層１５の外縁部を覆うように設けられる（図６）。この層は第２絶縁体層１２に対応する。
次に、積層方向に隣接するコイル導体層を接続する接続導体を形成する箇所以外の領域に、フェライトペーストを印刷し、第１フェライトペースト層４１を形成する（図５（ｅ））。この層は第１絶縁体層１１に対応する。上記接続導体を形成する箇所は、ホール４２となる。
次に、上記のホール４２中に導電性ペーストを印刷して接続導体ペースト層４３を形成する（図５（ｆ））。
次いで、図５（ｂ）～（ｆ）と同様の工程を繰り返して、各層を形成し（図５（ｇ）～（ｎ）等）、最後に、フェライトペーストを所定回数印刷し、外層となる第１フェライトペースト層７１を形成する（図５（ｏ））。この層は第１絶縁体層１１に対応する。
好ましい態様において、各フェライトペースト層、樹脂ペースト層、導電性ペースト層、および接続導体ペースト層を形成した後、プレスにより表面を平滑化してもよい。プレスは、好ましくは少なくとも導電性ペースト層および第２フェライトペースト層を形成した後に行われ、より好ましくは各層を形成する毎に行われる。プレス圧は、好ましくは４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下、より好ましくは６ＭＰａ以上８ＭＰａ以下であり得る。プラス圧を４ＭＰａ以上とすることにより、各層の主面が平滑化され、積層コイル部品の信頼性を高めることができる。
次に、金属プレートにとりつけたまま圧着した後、冷却を行い金属プレート、ＰＥＴフィルムの順番で剥離することにより、素子の集合体（未焼成積層体ブロック）が得られる。この未焼成積層体ブロックをダイサーなどで切断して、各素体に個片化する。
得られた未焼成の素体をバレル処理することにより、素体の角を削り、丸みを形成する。なお、バレル処理は、未焼成の積層体に対して行ってもよく、焼成後の積層体に対して行ってもよい。また、バレル処理は、乾式または湿式のどちらであってもよい。バレル処理は、素子同士を共擦する方法であってもよく、メディアと一緒にバレル処理する方法であってもよい。
バレル処理後、例えば９１０℃以上９３５℃以下の温度で未焼成素体を焼成し、積層コイル部品１の素体２を得る。焼成により、樹脂ペースト層が消失し、空隙部２１が形成される。
（４－２）外部電極の形成
次に、素体２の端面にＡｇおよびガラスを含む外部電極形成用Ａｇペーストを塗布し、焼き付けすることで下地電極を形成する。次に、電解めっきで下地電極の上に、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を順次形成することにより、外部電極を形成し、図１に示すような積層コイル部品１が得られる。
次に、素体２の端面にＡｇおよびガラスを含む外部電極形成用Ａｇペーストを塗布し、焼き付けすることで下地電極を形成する。次に、電解めっきで下地電極の上に、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を順次形成することにより、外部電極を形成し、図１に示すような積層コイル部品１が得られる。
本開示は、上記の製造方法、具体的には
絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
（ａ）絶縁ペーストにより第１絶縁ペースト層を形成し、
（ｂ）前記第１絶縁ペースト層上に、導電性ペースト層を、矩形状に形成し、
（ｃ）前記第１絶縁ペースト層上に、前記導電性ペースト層に隣接して、絶縁ペーストにより第２絶縁ペースト層を形成し、
前記行程（ａ）～（ｃ）を繰り返して未焼成積層体を形成し、
前記未焼成積層体を焼成することを含み、
前記導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径は、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。
絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
（ａ）絶縁ペーストにより第１絶縁ペースト層を形成し、
（ｂ）前記第１絶縁ペースト層上に、導電性ペースト層を、矩形状に形成し、
（ｃ）前記第１絶縁ペースト層上に、前記導電性ペースト層に隣接して、絶縁ペーストにより第２絶縁ペースト層を形成し、
前記行程（ａ）～（ｃ）を繰り返して未焼成積層体を形成し、
前記未焼成積層体を焼成することを含み、
前記導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径は、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。
好ましい態様において、本開示の製造方法は、上記の積層コイル部品の製造方法であって、
上記工程（ａ）～（ｃ）において、それぞれ、第１絶縁ペースト層、導電性ペースト層および第２絶縁ペースト層を形成後に、各層を４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の圧力でプレスすることを含む。
上記工程（ａ）～（ｃ）において、それぞれ、第１絶縁ペースト層、導電性ペースト層および第２絶縁ペースト層を形成後に、各層を４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の圧力でプレスすることを含む。
以上、本発明の１つの実施形態について説明したが、本実施形態は種々の改変が可能である。
例えば、上記では、各絶縁層に対応するフェライトシートを準備し、このシートに印刷をしてコイルパターンを形成し、これらを圧着して素子を得てもよい。
上記した本開示の方法により製造された積層コイル部品は、コイル導体の抵抗値が低く、また、ひびなどの不具合が生じにくい。
従って、本開示は、上記の製造方法により得られる積層コイル部品も提供する。
具体的には、本開示は、
絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記コイル導体層は矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である、積層コイル部品
を提供する。
絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記コイル導体層は矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である、積層コイル部品
を提供する。
本実施形態の積層コイル部品１において、素体２は、絶縁体部６とコイル７から構成される。
上記絶縁体部６は、第１絶縁体層１１および第２絶縁体層１２を含み得る。
上記第１絶縁体層１１は、積層方向に隣接するコイル導体層１５の間、およびコイル導体層１５と素体の上面または下面との間に設けられる。
上記第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５の周囲に、コイル導体層１５の上面（図２で上側の主面）が露出するように設けられる。換言すれば、第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５と積層方向に同じ高さにある層を形成する。例えば、図２において、第２絶縁体層１２ａは、コイル導体層１５ａと積層方向に同じ高さに位置する。
即ち、本開示の積層コイル部品において、上記絶縁体部は、第１絶縁体層および第２絶縁体層が積層された積層体であり、上記コイル導体層は、上記第１絶縁体層上に設けられ、上記第２絶縁体層は、上記第１絶縁体層上に上記コイル導体層に隣接して設けられていると言える。
従って、本開示は、
第１絶縁体層および第２絶縁体層が積層された絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、上記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
上記コイル導体層は、上記第１絶縁体層上に設けられ、
上記第２絶縁体層は、上記第１絶縁体層上に上記コイル導体層に隣接して設けられ、換言すれば、上記第２絶縁体層は、上記第１絶縁体層上であって上記コイル導体層が形成されていない領域に設けられ、
上記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
上記コイル導体層は矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である、積層コイル部品。
を提供する。
第１絶縁体層および第２絶縁体層が積層された絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、上記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
上記コイル導体層は、上記第１絶縁体層上に設けられ、
上記第２絶縁体層は、上記第１絶縁体層上に上記コイル導体層に隣接して設けられ、換言すれば、上記第２絶縁体層は、上記第１絶縁体層上であって上記コイル導体層が形成されていない領域に設けられ、
上記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
上記コイル導体層は矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である、積層コイル部品。
を提供する。
一の態様において、第２絶縁体層１２は、その一部がコイル導体層１５の外縁部分に乗り上げるように設けてもよい。換言すれば、第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５の外縁部分を覆うように設けてもよい。即ち、第２絶縁体層１２は、互いに隣接するコイル導体層１５および第２絶縁体層１２を上面側から平面視した場合に、コイル導体層１５の外縁よりも内側にまで存在し得る。
上記第１絶縁体層１１および第２絶縁体層１２は、素体２において、一体化していてもよい。この場合、第１絶縁体層１１は、コイル導体層１５間に存在し、第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５と同じ高さに存在すると考えることができる。
上記絶縁体部６は、好ましくは磁性体、さらに好ましくは焼結フェライトから構成される。上記焼結フェライトは、主成分として、少なくともＦｅ、Ｎｉ、およびＺｎを含む。焼結フェライトは、さらにＣｕを含んでいてもよい。
上記第１絶縁体層１１および上記第２絶縁体層１２は、同じ組成であっても、異なる組成であってもよい。好ましい態様において、上記第１絶縁体層１１および上記第２絶縁体層１２は、同じ組成である。
一の態様において、上記焼結フェライトは、主成分として、少なくともＦｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含む。
上記焼結フェライトにおいて、Ｆｅ含有量は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、好ましくは４０．０モル％以上４９．５モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは４５．０モル％以上４９．５モル％以下であり得る。
上記焼結フェライトにおいて、Ｚｎ含有量は、ＺｎＯに換算して、好ましくは５．０モル％以上３５．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは１０．０モル％以上３０．０モル％以下であり得る。
上記焼結フェライトにおいて、Ｃｕ含有量は、ＣｕＯに換算して、好ましくは４．０モル％以上１２．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは７．０モル％以上１０．０モル％以下である。
上記焼結フェライトにおいて、Ｎｉ含有量は、特に限定されず、上記した他の主成分であるＦｅ、ＺｎおよびＣｕの残部とし得る。
一の態様において、上記焼結フェライトは、Ｆｅは、Ｆｅ２Ｏ３に換算して４０．０モル％以上４９．５モル％以下、Ｚｎは、ＺｎＯに換算して５．０モル％以上３５．０モル％以下、Ｃｕは、ＣｕＯに換算して４．０モル％以上１２．０モル％以下、ＮｉＯは残部である。
本開示において、上記焼結フェライトは、さらに添加成分を含んでいてもよい。焼結フェライトにおける添加成分としては、例えばＭｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｉ等が挙げられるが、これに限定されるものではない。Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、ＢｉおよびＳｉの含有量（添加量）は、主成分（Ｆｅ（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｚｎ（ＺｎＯ換算）、Ｃｕ（ＣｕＯ換算）およびＮｉ（ＮｉＯ換算））の合計１００重量部に対して、それぞれ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｃｏ３Ｏ４、ＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、およびＳｉＯ２に換算して、０．１重量部以上１重量部以下であることが好ましい。また、上記焼結フェライトは、さらに製造上不可避な不純物を含んでいてもよい。
上記したように、上記コイル７は、コイル導体層１５がコイル状に相互に電気的に接続されることにより構成されている。積層方向に隣接するコイル導体層１５は、絶縁体部６（具体的には、第１絶縁体層１１）を貫通する接続導体により接続されている。
コイル導体層１５を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等が挙げられる。上記コイル導体層１５を構成する材料は、好ましくはＡｇまたはＣｕ、より好ましくはＡｇである。導電性材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
上記コイル導体層１５の厚みは、好ましくは３０μｍ以上６０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以上６０μｍ以下であり、さらに好ましくは４０μｍ以上６０μｍ以下であり得る。コイル導体層の厚みを大きくすることにより、抵抗値がより小さくなる。ここに厚みとは、積層方向に沿ったコイル導体層の厚みをいう。
上記コイル導体層の厚みは、以下のようにして測定することができる。
チップのＬＴ面を研磨紙に向けた状態で研磨を行い、コイル導体層のＷ寸中央部で研磨を停止する。その後、マイクロスコープで観察を行う。コイル導体層のＬ寸中央部の厚みを、マイクロスコープに付属している測定機能にて測定する。
チップのＬＴ面を研磨紙に向けた状態で研磨を行い、コイル導体層のＷ寸中央部で研磨を停止する。その後、マイクロスコープで観察を行う。コイル導体層のＬ寸中央部の厚みを、マイクロスコープに付属している測定機能にて測定する。
上記コイル導体層１５は、コイル７の巻き線部が積層方向から平面視した場合に矩形となるように形成される。即ち、コイル導体層１５は、矩形状に形成されている。ただし、コイル導体層は完全な矩形を形成する必要はなく、矩形の一部、好ましくは少なくとも２辺、より好ましくは少なくとも３辺、特に好ましくは少なくとも３辺と残りの辺の一部を描くように形成されてもよい。
上記コイル導体層１５は、積層方向から平面視した場合に、コーナー部９が丸みを帯びている。かかるコイル導体層１５のコーナー部９の曲率半径Ｒは、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下、好ましくは０．１２ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であり得る。コイル導体層のコーナー部の曲率半径を、０．０８ｍｍ以上にすることにより、クラックの発生を抑制することができる。コイル導体層１５のコーナー部の曲率半径を、０．２４ｍｍ以下とすることにより、磁性体部の体積を有効に利用することができ、良好な電気特性を得ることができる。ここに、コイル導体層のコーナー部の曲率半径Ｒとは、コイル導体のコーナー部の最も外側の曲率半径である。
上記コイル導体層のコーナー部の曲率半径は、以下のようにして測定することができる。
チップのＬＷ面をＴ方向に研磨し、図３に示すようにコイル導体を露出させる。コイル導体のコーナー部をデジタルマイクロスコープで撮影し、図３に示すような仮想線１６を引き、図７に示すｗ寸法とｈ寸法を測定する。測定したｗとｈから、下記式に従って、曲率半径Ｒを求めることができる。
チップのＬＷ面をＴ方向に研磨し、図３に示すようにコイル導体を露出させる。コイル導体のコーナー部をデジタルマイクロスコープで撮影し、図３に示すような仮想線１６を引き、図７に示すｗ寸法とｈ寸法を測定する。測定したｗとｈから、下記式に従って、曲率半径Ｒを求めることができる。
上記コイル導体層１５のアスペクト比は、好ましくは０．１５以上０．３０以下、より好ましくは０．２０以上０．２５以下である。ここにアスペクト比とは、コイル導体層の厚さ／幅をいう。ここに厚さは上記したコイル導体層の厚さと同意義であって上記と同様に測定することができる。該幅は、コイル導体層の断面において最も長い部分をいう。
上記接続導体は、第１絶縁体層１１を貫通するように設けられる。接続導体を構成する材料は、上記コイル導体層１５に関して記載した材料であり得る。接続導体を構成する材料は、コイル導体層１５を構成する材料と同じであっても異なっていてもよい。好ましい態様において、接続導体を構成する材料は、コイル導体層１５を構成する材料と同じである。好ましい態様において、接続導体を構成する材料は、Ａｇである。
上記空隙部２１は、いわゆる応力緩和空間として機能する。
空隙部２１の厚みは、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下である。
上記空隙部の幅および厚みは、以下のようにして測定することができる。
チップのＬＴ面を研磨紙に向けた状態で研磨を行い、コイル導体層のＷ寸中央部で研磨を停止する。その後、マイクロスコープで観察を行う。コイル導体層のＬ寸中央部に位置する空隙幅および厚みを、マイクロスコープに付属している測定機能にて測定する。
チップのＬＴ面を研磨紙に向けた状態で研磨を行い、コイル導体層のＷ寸中央部で研磨を停止する。その後、マイクロスコープで観察を行う。コイル導体層のＬ寸中央部に位置する空隙幅および厚みを、マイクロスコープに付属している測定機能にて測定する。
一の態様において、上記空隙部は、コイルの巻き線方向に垂直な断面において、幅がコイル導体層１５の幅よりも大きい。即ち、コイル導体層の両端から、コイル導体層から離れる方向に延伸するように設けられる。
外部電極４，５は、素体２の両端面を覆うように設けられる。上記外部電極は、導電性材料、好ましくはＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＳｎおよびＣｕから選択される１種またはそれ以上の金属材料から構成される。
上記外部電極は、単層であっても、多層であってもよい。一の態様において、上記外部電極は、多層、好ましくは２層以上４層以下、例えば３層であり得る。
一の態様において、外部電極は多層であり、ＡｇまたはＰｄを含む層、Ｎｉを含む層、またはＳｎを含む層を含み得る。好ましい態様において、上記外部電極は、ＡｇまたはＰｄを含む層、Ｎｉを含む層、およびＳｎを含む層からなる。好ましくは、上記の各層は、コイル導体層側から、ＡｇまたはＰｄ、好ましくはＡｇを含む層、Ｎｉを含む層、Ｓｎを含む層の順で設けられる。好ましくは、上記ＡｇまたはＰｄを含む層はＡｇペーストまたはＰｄペーストを焼き付けた層であり、上記Ｎｉを含む層およびＳｎを含む層は、めっき層であり得る。
本開示の積層コイル部品は、好ましくは、長さが０．４ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり、幅が０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、高さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、より好ましくは長さが０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、幅が０．３ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であり、高さが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
実施例
・フェライトペーストの調製
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＮｉＯの粉末を、これらの合計に対してそれぞれ、４９．０モル％、２５．０モル％、８．０モル％、および残部となるように秤量した。これらの粉末を、混合および粉砕し、乾燥し、７００℃で仮焼して、仮焼粉末を得た。この仮焼粉末に、所定量のケトン系溶剤、ポリビニルアセタール、およびアルキド系可塑剤を加え、プラネタリーミキサーで混錬した後、さらに３本ロールミルで分散することでフェライトペーストを作製した。
・フェライトペーストの調製
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＮｉＯの粉末を、これらの合計に対してそれぞれ、４９．０モル％、２５．０モル％、８．０モル％、および残部となるように秤量した。これらの粉末を、混合および粉砕し、乾燥し、７００℃で仮焼して、仮焼粉末を得た。この仮焼粉末に、所定量のケトン系溶剤、ポリビニルアセタール、およびアルキド系可塑剤を加え、プラネタリーミキサーで混錬した後、さらに３本ロールミルで分散することでフェライトペーストを作製した。
・コイル導体用導電性ペーストの調製
導電性材料として、所定量の銀粉末を準備し、オイゲノール、エチルセルロース、および分散剤と、プラネタリーミキサーで混錬した後、３本ロールミルで分散することで、コイル導体用導電性ペーストを作製した。
導電性材料として、所定量の銀粉末を準備し、オイゲノール、エチルセルロース、および分散剤と、プラネタリーミキサーで混錬した後、３本ロールミルで分散することで、コイル導体用導電性ペーストを作製した。
・樹脂ペーストの調製
イソホロンに、アクリル樹脂を混合することにより、樹脂ペーストを調整した。
イソホロンに、アクリル樹脂を混合することにより、樹脂ペーストを調整した。
・積層コイル部品の作製
上記のフェライトペースト、導電性ペースト、および樹脂ペーストを用いて、図５に示す手順により、未焼成の積層体ブロックを作製した。導電性ペースト層の厚みは７０μｍとした。また、導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径が０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．２０ｍｍ、および０．３０ｍｍとなるような印刷板を用いて、それぞれの曲率半径を有する積層体ブロックを得た。さらに、各曲率半径において、導電性ペースト層を形成後、４ＭＰａ、６ＭＰａまたは８ＭＰａプレスを行い、積層体を形成した。
上記のフェライトペースト、導電性ペースト、および樹脂ペーストを用いて、図５に示す手順により、未焼成の積層体ブロックを作製した。導電性ペースト層の厚みは７０μｍとした。また、導電性ペースト層のコーナー部の曲率半径が０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．２０ｍｍ、および０．３０ｍｍとなるような印刷板を用いて、それぞれの曲率半径を有する積層体ブロックを得た。さらに、各曲率半径において、導電性ペースト層を形成後、４ＭＰａ、６ＭＰａまたは８ＭＰａプレスを行い、積層体を形成した。
次に、積層体ブロックをダイサー等で切断し、素子に個片化した。得られた素子をバレル処理することにより、素子の角を削り、丸みを形成した。バレル処理後、９３０℃の温度で素子を焼成し、素体を得た。
次に、素体の端面にＡｇおよびガラスを含む外部電極形成用Ａｇペーストを塗布し、焼き付けすることで下地電極を形成した。次に、電解めっきで下地電極の上に、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を順次形成することにより、外部電極を形成して、積層コイル部品を得た。
上記で得られた積層コイル部品は、いずれもＬ（長さ）＝１．６ｍｍ、Ｗ（幅）＝０．８ｍｍ、Ｔ（高さ）＝０．８ｍｍであった。
評価
上記で得られた積層コイル部品の各３０個について、ひびの発生の有無を評価した。ひびが発生した積層コイル部品の数を、下記表１に示す。なお、導体パターンの曲率半径Ｒが０および０．０５ｍｍ（焼成後のコイル導体層の曲率半径Ｒが０および０．０４）の積層コイル部品は、比較例である。
上記で得られた積層コイル部品の各３０個について、ひびの発生の有無を評価した。ひびが発生した積層コイル部品の数を、下記表１に示す。なお、導体パターンの曲率半径Ｒが０および０．０５ｍｍ（焼成後のコイル導体層の曲率半径Ｒが０および０．０４）の積層コイル部品は、比較例である。
上記の結果から、導体パターンの曲率半径Ｒまたはコイル導体層の曲率半径Ｒが本発明の範囲内であるものは、焼成後もひびが生じなかった。
本開示の積層コイル部品は、インダクタなどとして幅広く様々な用途に使用され得る。
１…積層コイル部品
２…素体
４，５…外部電極
６…絶縁体部
７…コイル
９…コーナー部
１１…第１絶縁体層
１２…第２絶縁体層
１５…コイル導体層
１６…仮想線
２１…空隙部
３１…第１フェライトペースト層
３２…樹脂ペースト層
３３…導電性ペースト層
３４…第２フェライトペースト層
４１…第１フェライトペースト層
４２…ホール
４３…接続導体ペースト層
４４…樹脂ペースト層
４５…導電性ペースト層
４６…第２フェライトペースト層
５５…導電性ペースト層
５６…第２フェライトペースト層
６１…第１フェライトペースト層
６３…接続導体ペースト層
６４…樹脂ペースト層
６５…導電性ペースト層
７１…第１フェライトペースト層
２…素体
４，５…外部電極
６…絶縁体部
７…コイル
９…コーナー部
１１…第１絶縁体層
１２…第２絶縁体層
１５…コイル導体層
１６…仮想線
２１…空隙部
３１…第１フェライトペースト層
３２…樹脂ペースト層
３３…導電性ペースト層
３４…第２フェライトペースト層
４１…第１フェライトペースト層
４２…ホール
４３…接続導体ペースト層
４４…樹脂ペースト層
４５…導電性ペースト層
４６…第２フェライトペースト層
５５…導電性ペースト層
５６…第２フェライトペースト層
６１…第１フェライトペースト層
６３…接続導体ペースト層
６４…樹脂ペースト層
６５…導電性ペースト層
７１…第１フェライトペースト層
Claims (4)
- 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含む積層体を焼成してなる積層コイル部品であって、
前記コイル導体層は、単層であり、
前記コイル導体層の厚みは、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記コイル導体層は、積層方向から平面視した場合に矩形状に形成されており、該矩形状に形成されたコイル導体層のコーナー部の最も外側の曲率半径は、０．０８ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下であり、
前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されており、
前記空隙部は、前記コイル導体層の一方の主面にのみ形成されており、
コイルの巻き線方向に垂直な断面において、前記空隙部の幅は、コイル導体層の幅よりも大きく、
前記絶縁体部は、第１絶縁体層および第２絶縁体層が積層された積層体であり、
前記コイル導体層は、前記第１絶縁体層上に設けられ、
前記第２絶縁体層は、前記第１絶縁体層上に前記コイル導体層に隣接して設けられている、積層コイル部品。 - 前記コイル導体層のアスペクト比は、０．１５以上０．３０以下である、請求項１に記載の積層コイル部品。
- 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含み、
前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されており、
前記空隙部は、前記コイル導体層の一方の主面にのみ形成されており、
コイルの巻き線方向に垂直な断面において、前記空隙部の幅は、コイル導体層の幅よりも大きい、積層コイル部品の製造方法であって、
工程（ａ）絶縁ペーストにより第１絶縁ペースト層を形成し、その上に樹脂ペーストにより樹脂ペースト層を形成すること、
工程（ｂ）前記第１絶縁ペースト層および樹脂ペースト上に、導電性ペースト層を、積層方向から平面視した場合に矩形状となるように形成すること、
工程（ｃ）前記第１絶縁ペースト層上に、前記導電性ペースト層に隣接して、絶縁ペーストにより第２絶縁ペースト層を形成すること、
前記工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して未焼成積層体を形成すること、
前記未焼成積層体を焼成し、前記樹脂ペースト層を消失させて前記空隙部を形成すること
を含み、
前記導電性ペースト層は、単層であり、
前記導電性ペースト層の厚みは、５０μｍ以上１２０μｍ以下であり、
前記導電性ペースト層のコーナー部の最も外側の曲率半径は、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、製造方法。 - 前記工程（ａ）～（ｃ）において、第１絶縁ペースト層、導電性ペースト層および第２絶縁ペースト層を形成後に、各層を４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の圧力でプレスすることを含む、請求項３に記載の方法。
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